在宁夏中宁县与同心县交界的干旱地带,一座横跨山壑的大型水工建筑——长山头渡槽,如巨龙般蜿蜒于黄土高原之上。作为宁夏扶贫扬黄灌溉工程的“咽喉”工程,这座全长1052米、最大离地高度52米的渡槽不仅解决了30万亩农田的灌溉难题,更以一系列技术创新和先进工艺应用,成为宁夏水利工程建设领域的标杆之作。
2025年4月1日8时50分,流过25公里扬水干渠后,黄河水已凌空117米,沿着焕新改造后的长山头渡槽飞越清水河,带着新的使命,向着旱塬深处飞流而去,浇灌滋润生活在大山深处的几十万宁南山区人民群众的小康之梦。
渡槽焕新惠民生
这座横跨1052米的渡槽,是固海扬水工程最为壮观的建筑物,也是宁夏扶贫扬黄工程的核心纽带。
1978年,固海扬水工程开始动工建设,开启了宁夏黄河水高扬远送的先声。1980年,作为“咽喉”工程,长山头渡槽正式开建,历时2年3个月完工并顺利通水。
那个年代,宁夏没有大型起吊设备,要将每节70吨重的槽壳飞架在离清水河51米的高度,困难相当大。当时,被誉为“宁夏水利铁军”的宁夏水利水电工程局,义不容辞地承担了建设任务。
他们发扬艰苦奋斗、自力更生、探索革新精神,首次应用了U型槽壳组装技术,分5个部分预制,用铁锤钢钎在石崖山脊上凿出基座,亲自动手设计制作吊装工具,宁夏第一次成功采用起重量30吨、跨度352米的缆索吊装的渡槽,为宁夏水利工程建设管理积累了宝贵经验。
然而,历经40余载的风雨洗礼和常年的水流、风化侵蚀,长山头渡槽出现了结构老化,排架、槽壳裂缝、漏筋、剥蚀等问题,难以满足日益增长的供水需求。经过科学评估和反复论证,自治区水利厅决定对长山头渡槽进行配套改造,让这座英雄的水利工程焕发别样的风采。
45年后的今天,还是这支“敢打硬仗、能打胜仗”的“水利铁军”承担了更新改造建设任务。2024年9月,宁工局公司组建了一支经验丰富、技术精湛的项目团队,涵盖工程技术、质量管控、安全监督等专业人才队伍,浩浩荡荡开进长山头,渡槽拆除重建正式拉开帷幕。
这并非简单的拆除与新建,而是一场技术创新引领下的水利设施蝶变。“作为自治区单体规模最大、投资最高的现代化水利工程,该项目通过集成信息化配置系统与数字孪生技术,实现了水工建筑新工艺、新技术、新设施的深度融合,其核心的槽桥分离技术体系,既解决了传统渡槽结构的技术瓶颈,又为区域水利工程改造树立了技术标杆。”宁工局公司负责人表示。
最大规模的渡槽预制吊装工程
“槽桥分离技术体系是渡槽更新改造的一大亮点。”大渡槽项目部经理路平说。
据了解,传统渡槽结构存在技术瓶颈,而槽桥分离技术将槽身和桥梁结构分开,各自发挥优势。槽身专注于输水功能,桥梁则承担承载作用,两者相互独立又协同工作。“这不仅提升了水流效率,还增强了结构的稳定性和耐久性,解决了传统渡槽长期存在的跨径小难题,为区域水利工程改造树立了技术标杆。”路平介绍。
记者了解到,引进预应力T型梁是宁夏水利史上首次运用的新技术。T型梁设计两项关键技术分别为:C50配合比和钢绞线预应力张拉。“C50配合比为宁夏水利史上第一次采用高级别强度。在初期试配最高强度达到46Mpa。后经多次咨询行业专家,实验室经过20余天反复试配、反复调整,才达到56Mpa强度要求。最终经过1个月紧张作业,2024年11月1日(冬季施工前),项目部完成21片T型梁浇筑。”路平说。
21片T梁,单片T梁160吨,54节槽壳,单节槽壳190吨,单体重量大,在宁夏水利史上尚属首次。面对诸多问题,项目部因地制宜分别制定吊装方案,T梁采用2台500吨汽车吊进行吊装。对于槽壳吊重大,构建多,场地又狭小,为保证施工安全,减少配重安拆时间,节约工期,项目部采用2台240吨履带吊进行吊装。吊装方案先后请两波专家进行科学论证评审,改进优化完善。
长山头渡槽处在风口,冬春季常有6-8级大风,保温棚稳定性对现浇槽壳施工安全影响极大。对此,项目前期施工计划时,事先在T梁边板上预埋钢板,使得将来保温棚胡立杆能焊接在预埋钢板上,东西两侧间隔10米靠地锚将拉线固定,解决了保温棚的安全问题。
“此外,高强度、耐腐蚀的新型材料聚脲刮涂技术被广泛使用到渡槽更新改造上。这些材料能够有效抵御水流冲刷、风化侵蚀等自然因素的破坏,延长了渡槽的使用寿命,减少了后期维护成本。”路平说。
预制工程在2024年11月10日冬季施工前全部完成。比计划工期提前10天。槽壳拆除及现浇排架基础重力敦混凝土浇筑,比原计划工期提前7天。槽壳吊装及接缝处理,比计划工期提前5天。具备通水时间为3月23日,比实际通水节点工期4月1日提前了7天。
梁体在张拉压浆完成后进行吊装,这是该结构在宁夏水利工程施工中的首次应用,在宁夏水利工程施工技术革新史上写下浓墨重彩的一笔。
技术革新赋能现代水利新征程
在施工技术上,项目团队大胆采用核心的槽桥分离技术体系,成功解决了传统渡槽结构的技术瓶颈。通过将槽身与桥梁结构分离设计,使两者受力更加合理,提高了渡槽的承载能力和稳定性。同时也便于后期的维护和管理,为区域水利工程改造树立了技术标杆,有望在未来得到更广泛的推广应用。
如今,更新改造后的长山头渡槽过水流量可达22.5立方米每秒,行水安全可靠。这一刻,标志着这座承载着宁夏水利发展记忆与使命的渡槽,在科技创新的驱动下,以全新的姿态开启新征程。
“它不仅大幅提升了灌区水资源的调配能力与供水保障水平,为固海灌区65万多亩土地的灌溉、12万城乡居民及40万头牲畜的供水提供更坚实的保障,也为推动宁夏中部干旱带的经济发展、农业繁荣和社会稳定注入了强劲动力。”路平表示。